智能调度系统在文山州 都龙矿区的开发与 应用研究

杨涛，邓斌

云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663700

摘要：文山都龙矿区属大型露天多金属矿山，为推动矿山数字化、智能化建设，公司引入了最新的智能调度系统。本文介绍了该套系统的开发背景、框架结构及主要模块的功能，包括该系统主要功能在生产过程中的实际应用状况，同时对该系统中的主要运用成果进行了分析，为今后数字化矿山优化建设提供一定数字参考。

关键词：智能调度；露天矿山；生产管理；数字化

Research on Development and application of intelligent dispatching system in Dulong mining area of Wenshan

YANG Tao，DENG Bin

(Yunnan Hualian Zinc and Indium Co., Ltd.,Wenshan 663701,China)

ABSTRACT: Wenshan Dulong mining area is a large open-pit multi-metal mine, in order to promote the mine digital, intelligent construction, the company introduced the latest intelligent dispatching system. This paper introduces the Development Background, frame structure and functions of the main modules of the system, including the actual application of the main functions of the system in the production process, and analyzes the main application results of the system, it provides a certain digital reference for the optimization construction of digital mine in the future.

Key Words: Intelligent Dispatching; open-pit Mine; Production Management; Digitalization

1 系统开发背景

随着社会的发展及时代的进步，各行各业都在跨入智能化、信息化时代，及时准确掌握一个行业或者一个工艺系统的实时信息，并对其分析从而制定出规划执行、生产或者方案，能给一个行业、企业乃至社会带来较大的经济和社会效益。

文山都龙露天矿山在未开发智能调度系统前，主要为调度管理人员与设备操作员之间通过对讲机互相沟通进行生产组织及现场调度。在其过程中也使用了一个网页版的调度系统，该调度系统主要作用就是负责生产产量、设备跟踪状态及设备排班的记录，但是基本上所有的记录都必须要调度人员大量的手工辅助方能记录，因此当时的调度系统仅充当了“笔记本”的角色。矿山生产流程细分工业流程较多，操作员上报设备状态及调度人员人工记录的过程中，总会存在部分疏忽，从而造成数据失真，对生产管理造成一定影响，在这里我们先定义它为“老系统”。为优化矿山生产组织，合理规划生产方案，则对老调度系统进行升级改造，以便更好服务于生产。

2 系统构架及组成

新开发的智能调度系统的系统构架在系统规划中起着支撑性及决定性作用，该系统构架严格遵循其整体性、一致性、系统性、扩展性、实用性、安全性的建设原则。从网络构架、数字构架到系统组成都进行了一系列的优化规划。

2.1网络构架

计算机网络是数字化系统的载体，同时由于矿山信息系统中涉及到各种信息化应用，因此网络规划不仅仅是数据联通方面，还包括数据安全，系统性能方面的内容。在整体的网络构架规划中，在露天矿区新建立了一个数字中心（监控中心），露天采场的的网络覆盖采用移动(电信)网络覆盖。采场内的生产部门采用了已有的公司内部局域网和数据中心进行连接，公司总部（都龙办公楼）使用已有的光纤网络接入数据中心，控股公司（个旧总部）使用公网VPN专线连接。

图2-1 智能调度系统网络构架图

2.2数字中心构架

数字中心是企业内部的数据系统，包含着大量的生产、经营及管理信息，是企业实现经营管理信息化和资源管理数字化的基础。通过建立综合性的数字管理中心，可以提高企业对数据的应用及分析效果，建立更便捷的数据联动渠道。数据中心的硬件构架包括服务器集群系统、大容量磁盘阵列、核心网络交换设备、桌面管理计算机、LED大屏幕显示系统，以及网络安全设备及供电系统。

2.3系统组成及其功能

整个智能调度系统主要由车载终端系统、4G无线通讯系统及监控中心三部分组成。首先是车载终端系统，设备构成主要为计算机、通讯单元、UPS、无线系统、定位单元、车载终端软件及外接传感器，其主要功能是接受来自中央系统的工作指令；其次是无线通讯系统，设备构成主要为4G通讯设备、UPS后备电源系统及网络管理软件，其主要功能是实现矿山现场的生产设备和中央系统间的数据传输；最后是监控中心，设备构成主要为UPS后备电源系统、服务器共享储存、工作站、交换机、调度系统软件及数据库，其主要功能是接受车载终端发回的数据，对数据进行分析、储存、计算及管理，实现对设备的实时调度与管理，实现设备状体跟踪、设备运行管理、报表管理及生产管理等功能，包括与矿山其他软件进行集成。

3 系统主要模块的应用

该智能调度系统端主要有调度控制台、地图监视、地图编辑、历史回放、报表查询及系统设置六个大模块组成，每个模块都包含有对应分支的小模块，下面我们就挑几个重点模块进行讲解。

3.1调度控制台

调度控台主要对现场实际生产过程的虚拟展示，调度员可以结合展示情况对其直观的观察分析，并对其合理规划调度，如图3-1。图片内容说明：A：调度起点；B：调度地点->挖机的距离；C：空车路径上的卡车；D：空车路径上预计最先到达挖机卡车所需要的时间；E：卡车的待装区；F：挖机区域，显示物料信息及当前挖机产量信息；G：卡车装载区；H：挖机平均装车时间；I：重车路径的运距及最先到达终点卡车所需要的时间；J：待卸区；K：重车卸点；L：重车路径上的卡车。

图3-1 智能调度系统生产过程虚拟展示

智能调度功能键下的调度模式可以通过将挖机电铲进行不同的分组，区别调度生产模式。如果选择定铲定车模式，组内的每个卡车只能在自己分配的挖机作业，系统不自动进行调整。如果选择智能调度模式，组内的所有挖机和卡车是一个整体，卡车在卸点卸车后，系统根据组内各挖机的供车情况，自动给卡车分配一个组内合适的挖机装车。

图3-2 智能调度模式

3.2 地图监视及编辑

地图监视功能模块是提供给调度员一个直观的观察整个采场设备的分布情况，矿车的生产情况，以及辅助智能调度系统处理与路网有关的一些基本设置。正在使用中的地图监视系统主界面如图，地图监视作用旨在实时显示设备运行情况，以及设备的运行轨迹和位置，形象生动的给调度人员呈现出来。地图监视包含地图操作基本工具、设备过滤、设备跟踪、设备列表、信号状体、电铲信息、超速查询等功能。在二维地图中任意单机一个设备图标，地上上会立即显示有关设备的详细信息。

GPS智能调度系统之所以能够自动的调配矿车与电铲，使其达到最佳效率，依赖许多的基础数据，地图路网数据是其中最重要的数据之一。而矿山采场的实际情况又是路网的变化十分频繁，道路和铲的位置经常几日就发生变化。因此经常的编辑路网，使其保持最新状态对智能调度系统正确派车是最基本的条件。

3.3 生产报表

生产报表是卡调系统反应生产数据的重要方式，因此报表需要反应的内容和格式是本次系统开发的重点工作。通过本次优化新的调度系统系统后，保证了所有设备的运行信息都实时发向系统数据库，包括设备的开机时间、运行状态、产量、运距及停机实际等等。因此，数据库的信息量及种类较多，这时候就需要添加数据整理及筛选功能，为提高室内报表制作及资料整理分析的工作效率，结合生产及生产管理需求，系统中设置了“固定报表”及“灵活报表”。所谓的“固定报表”指的是，生产管理过程已经确定报表格式的，且经常需要导出使用的报表；“灵活报表”指的是报表可以通过自己添加约束条件，从而来导出自己需要格式的报表，如图3-6。

图3-6 生产报表生成流程图

3.4 历史回放

历史回放功能模块通过查询各种设备的历史运行轨迹记录，能再现车辆在当时的运行状态。是在生产管理过程中处理各种争议的原始依据材料。在产量回放功能中，通过设备列表筛选卡车，加载某一卡车的产量数据，点击每一条数据都可以加载出这条产量卡车行驶的轨迹，以帮助判断该卡车是否有产量异常情况。通过设备列表筛选卡车，点击设备回放，可以同时将设备行驶过程中的轨迹加载到地图上以便进行分析查看。

4 系统运用成果

4.1 提高生产产量

在2019年上半年的生产中，文山都龙矿区一直采用的是老调度系统，此时新的智能调度系统还在开发优化过程中。直至2019年下半年新系统有了一定程度的完善，因此进入了试运行阶段，在此过程中新系统在报表显示上还存在一定问题，但对生产的指导价值相比老系统已显露其优势，直至2020年初，新调度系统完全取代老调度系统，正式稳定投入生产。使用新系统后，生产中能合理的优化不同型号挖机（电铲）与不同型号车辆配比，减少了车辆排队等候装车及挖机长时间等车的现象，很大程度提高了生产效率，如图4-1。

图4-1 新老系统运用模式下运输量对比图

4.2 降低生产成本

通过引入新的智能调度系统，矿山采矿工艺生产成本有了一定程度的降低。因该系统具有全局性的指导及优化调度功能，保证了生产能按计划正常有序开展。有了合理的生产规划及规划数据，就有了合理的生产方案，在新系统的辅助下，文山都龙矿区除爆破、推排工艺外（受岩性等地质因素影响），其余各项采矿工艺生产成本都有较大幅度下降，如表4-1。

表4-1 新老系统运用模式下采矿工艺生产成本对比表

4.3 增加生产效率

生产技术是矿山生产的导向标，而生产设备则是矿山生产的主力军，因此提高生产设备的完好率及出勤率，是提高矿山生产效率不可或缺的条件之一。智能调度系统不可能对设备进行维修，但他在生产中起着监控、管理及规划设备的状态功能。单设备出现故障时，司机可以通过车载终端第一时间上报电脑端系统，生产调度员可以及时的对生产进行调整，生产调度员处理完毕后，设备维修信息则会自动送给维修调度员，保证了设备上班维修的及时性，因此也提高了设备的完好率。加之利用智能系统加以人工辅助对设备的合理规划，大大提高了设备的出勤。以各种型号的矿用卡车为例，2020年上半年（运用新系统）设备出勤率明显高于2019年上半年（运用老系统），如图4-1。

图3-5 新老系统运用模式下运输量对比图

当矿用卡车的出勤率提高的同时，这也减少了因车辆不足而导致的挖机等待装车的现象，因此也就提高了挖机的装车效率，从下表4-2这组数据可以看出，随着智能调度系统（新系统的引入），4.5m³挖掘机装车效率明显提高。

表4-2 新老系统运用模式下4.5m³挖机装车效率对比表

5 结论

目前文山都龙矿区使用的智能调度系统是结合了最新的GPS等通讯技术，采用了现代化、科学化的计算及统计方法进行数据收集处理。同时，该系统以矿山的实际生产习惯及生产经验作为部分规划依据，使该系统的各项模块功能都有效的发挥其功能作用，在保证系统的可操作性下，又可保证系统数据的及时准确性，使生产达到“提质、降本、增效”的目的，是矿山数字化、智能化及科学化建设的有效工具。

智能调度系统的引入，对生产管理同样有着较为积极的促进作用，无论在管理水平、管理深度及管理的效率方面，都有了新的突破、发展与进步。许多管理考核指标数据都可通过智能调度系统自动准确计算，免去了人工处理错误所带来的数据失真现象。但矿山生产模式是一个动态化的模式，一些不确定的地质因素、施工状况、路况或者其他不确定因素也会给智能调度系统带来难题，因此在生产过程中，还应继续做好该系统的优化升级工作。

参考文献

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